CN107426883A - 一种根据剩余电量自动调节亮度的太阳能Led路灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED灯自动控制技术领域，尤其涉及一种根据剩余电量自动调节亮度的太阳能LED路灯，本发明采用以单片机系统为控制核心、以PWM调制电路为调压单元、以高分配率电压、电流传感器为测量单元的技术设计，解决了现有太阳能LED灯在电量较低时续航时间短的技术问题，达到了自动充电控制方法和自动电池电量测量、自动调压调光的技术效果；采用通过光敏传感器检测环境光感的设计方法，解决了传统LED灯手动控制浪费资源的技术问题，实现了LED灯自动通电、自动断电的技术效果，达到了节能、高效的优点。

Description

一种根据剩余电量自动调节亮度的太阳能Led路灯

技术领域

本发明涉及LED灯自动控制技术领域，尤其涉及一种根据剩余电量自动调节亮度的太阳能LED路灯。

背景技术

现有路灯一般采用太阳能供电的方式实现节能、环保的效果，并采用LED等降低电量的消耗，但现有的太阳能LED灯一般存在无法自动开通关闭、电量低时耗能大的技术问题，造成了续航时间短、控制方法单一的自动控制，因此需要进一步提高其节能效率，保证能够长时间的续航。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种根据剩余电量自动调节亮度的太阳能LED路灯，采用以单片机系统为控制核心、以PWM调制电路为调压单元、以高分配率电压、电流传感器为测量单元的技术设计，解决了现有太阳能LED灯在电量较低时续航时间短的技术问题，达到了自动充电控制方法和自动电池电量测量、自动调压调光的技术效果；采用通过光敏传感器检测环境光感的设计方法，解决了传统LED灯手动控制浪费资源的技术问题，实现了LED灯自动通电、自动断电的技术效果，达到了节能、高效的优点。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括监测控制模块、太阳能板、蓄电池和LED灯；蓄电池一侧连接有充电电路，充电电路的输入端连接太阳能板，充电电路的输出端连接蓄电池；蓄电池另一侧连接有电能输出模块，电能输出模块的输入端连接蓄电池，电能输出模块的输出端连接LED灯；监测控制模块的输入端分别连接蓄电池和LED灯，监测控制模块的输出端连接电能输出模块；

进一步优化本技术方案，所述的电能输出模块包括PWM调制电路和稳压电路，PWM调制电路的输入端连接蓄电池的输出端，PWM调制电路的输出端连接稳压电路的输入端，稳压电路的输出端连接LED灯；

进一步优化本技术方案，所述的监测控制模块包括单片机单元、数字电流表、数字电压表和光敏传感器；数字电流表的测量端连接在LED灯上，数字电流表的信号输出端连接单片机单元的I/O口；数字电压表的测量端连接在蓄电池上，数字电压表的信号输出端连接单片机单元的I/O口；光敏传感器的输出端连接有A/D转换器，光敏传感器通过A/D转换器连接单片机单元；单片机单元一侧连接控制PWM调制电路；单片机单元另一侧连接有电量显示灯和USB通信端口；

进一步优化本技术方案，所述的PWM调制电路为全桥式逆变电路，全桥式逆变电路包括mos管Q1、mos管Q2、mos管Q3、mos管Q4、二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4；mos管Q1的栅极、mos管Q2的栅极、mos管Q3的栅极、mos管Q4的栅极连接单片机单元的PWM驱动脚上；

进一步优化本技术方案，所述的单片机单元A为ATmega168P单片机，A/D转换器为ADC0809芯片。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、相比于以往的LED灯控制系统，本设计可根据光感、电池电量自动调压，即大大增加LED灯的续航时间；2、使用单片机PWM驱动控制方式对LED灯所接收的电压进行调节，控制方式简单有效；3、不同于以为的单方向电压控制方式，本控制装置增加电量、电流反馈环节，可根据LED灯得到的电流值自动调压，从而达到闭环反馈控制的效果，实现有效的光照控制。

附图说明

图1是本装置控制结构图；

图2是监测控制模块内部结构图；

图3是控制流程图；

图4是单片机单元电路结构图；

图5是电能输出模块结构图。

图中，1、监测控制模块；2、太阳能板；3、充电电路；4、蓄电池；5、电能输出模块；6、LED灯；101、单片机单元；102、数字电流表；103、USB通信端口；104、数字电压表；105、光敏传感器；106、A/D转换器；107、电量指示灯；501、PWM调制电路；502、稳压电路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念；

具体实施方式一：如图1-5所示，包括监测控制模块1、太阳能板2、蓄电池4和LED灯6；蓄电池4一侧连接有充电电路3，充电电路3的输入端连接太阳能板2，充电电路3的输出端连接蓄电池4；蓄电池4另一侧连接有电能输出模块5，电能输出模块5的输入端连接蓄电池4，电能输出模块5的输出端连接LED灯6；监测控制模块1的输入端分别连接蓄电池4和LED灯6，监测控制模块1的输出端连接电能输出模块5；

所述的电能输出模块5包括PWM调制电路501和稳压电路502，PWM调制电路501的输入端连接蓄电池4的输出端，PWM调制电路501的输出端连接稳压电路502的输入端，稳压电路502的输出端连接LED灯6；

所述的监测控制模块1包括单片机单元101、数字电流表102、数字电压表104和光敏传感器105；数字电流表102的测量端连接在LED灯6上，数字电流表102的信号输出端连接单片机单元101的I/O口；数字电压表104的测量端连接在蓄电池4上，数字电压表104的信号输出端连接单片机单元101的I/O口；光敏传感器105的输出端连接有A/D转换器106，光敏传感器105通过A/D转换器106连接单片机单元101；单片机单元101一侧连接控制PWM调制电路501；单片机单元101另一侧连接有电量指示灯107和USB通信端口103；

所述的PWM调制电路501为全桥式逆变电路，全桥式逆变电路包括mos管Q1、mos管Q2、mos管Q3、mos管Q4、二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4；mos管Q1的栅极、mos管Q2的栅极、mos管Q3的栅极、mos管Q4的栅极连接单片机单元101的PWM驱动脚上；

所述的单片机单元101A为ATmega168P单片机，A/D转换器106为ADC0809芯片；

图1为本系统控制结构图，首先太阳能板2通过充电电路3向蓄电池4充电，保证蓄电池4的电量；紧接着，蓄电池4通过电能输出模块5向LED灯6供电；而本系统的核心控制单元—监测控制模块1首先控制监测蓄电池4的电量并判断，从而通过控制电能输出模块5来调节LED灯6接收的电压；并检测LED灯6所通入的电流值判断其状态；

图2为监测控制模块1的内部结构图；监测控制模块1中的数字电压表104监测蓄电池4的电压，而数字电流表102监测LED灯6的电流值；而单片机单元101通过光敏传感器105监测环境的光感值，进而判断是否需要打开或关断LED灯6，或者根据环境光感值调节LED灯6亮度；并通过电量指示灯107显示蓄电池4电量；最后，单片机单元101还可通过USB通信端口103实现LED的调制；

图3为本系统控制流程图，本系统首先监测环境光感值，从而判断是否需要LED灯6的通电与断电；其次，系统对蓄电池4的电量进行测量，进而判断是否需要降低LED灯6亮度来实现电能的节约保护，从而增加系统的续航时间；

图4中，本系统使用ATmega168P单片机系统作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，具有极高性能价格比，价格低廉实惠，适用于普遍推广；而图5，本系统使用单片机PWM驱动控制方式对LED灯6所接收的电压进行调节，控制方式简单有效。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (5)

1.一种根据剩余电量自动调节亮度的太阳能LED路灯，其特征在于：包括监测控制模块（1）、太阳能板（2）、蓄电池（4）和LED灯（6）；蓄电池（4）一侧连接有充电电路（3），充电电路（3）的输入端连接太阳能板（2），充电电路（3）的输出端连接蓄电池（4）；蓄电池（4）另一侧连接有电能输出模块（5），电能输出模块（5）的输入端连接蓄电池（4），电能输出模块（5）的输出端连接LED灯（6）；监测控制模块（1）的输入端分别连接蓄电池（4）和LED灯（6），监测控制模块（1）的输出端连接电能输出模块（5）。

2.根据权利要求1所述的一种根据剩余电量自动调节亮度的太阳能LED路灯，其特征在于：电能输出模块（5）包括PWM调制电路（501）和稳压电路（502），PWM调制电路（501）的输入端连接蓄电池（4）的输出端，PWM调制电路（501）的输出端连接稳压电路（502）的输入端，稳压电路（502）的输出端连接LED灯（6）。

3.根据权利要求1或2所述的一种根据剩余电量自动调节亮度的太阳能LED路灯，其特征在于：监测控制模块（1）包括单片机单元（101）、数字电流表（102）、数字电压表（104）和光敏传感器（105）；数字电流表（102）的测量端连接在LED灯（6）上，数字电流表（102）的信号输出端连接单片机单元（101）的I/O口；数字电压表（104）的测量端连接在蓄电池（4）上，数字电压表（104）的信号输出端连接单片机单元（101）的I/O口；光敏传感器（105）的输出端连接有A/D转换器（106），光敏传感器（105）通过A/D转换器（106）连接单片机单元（101）；单片机单元（101）一侧连接控制PWM调制电路（501）；单片机单元（101）另一侧连接有电量指示灯（107）和USB通信端口（103）。

4.根据权利要求2所述的一种根据剩余电量自动调节亮度的太阳能LED路灯，其特征在于：PWM调制电路（501）为全桥式逆变电路，全桥式逆变电路包括mos管Q1、mos管Q2、mos管Q3、mos管Q4、二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4；mos管Q1的栅极、mos管Q2的栅极、mos管Q3的栅极、mos管Q4的栅极连接单片机单元（101）的PWM驱动脚上。

5.根据权利要求3所述的一种根据剩余电量自动调节亮度的太阳能led路灯，其特征在于：单片机单元（101）为ATmega168P单片机，A/D转换器（106）为ADC0809芯片。